頂空-氣相色譜法測(cè)定葡萄中乙烯利的殘留量

冉 琴，劉 潔，楊曉鳳，雷紹榮，成 祝，鄧 星，蘇小東?

(1.重慶科技學(xué)院，重慶401331； 2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 分析測(cè)試中心，成都610066)

乙烯利又稱為乙烯磷，化學(xué)名為2-氯乙基磷酸，是一種人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑。乙烯利被植物體吸收后，在細(xì)胞液的作用下，它能釋放乙烯，在植物體內(nèi)起著打破休眠、促進(jìn)生根發(fā)芽、催熟、脫落等作用[1]。作為生長調(diào)節(jié)激素，乙烯利被廣泛用于果蔬的生產(chǎn)和保存中。但過量的乙烯利進(jìn)入人體后，可抑制乙酰膽堿酶的活性，造成消化道衰老以及消化道潰瘍，對(duì)人體的大腦和腎臟產(chǎn)生一定程度的損害。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763－2005《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定番茄及水果中乙烯利的最大殘留限量為2.00 mg·kg－1。測(cè)定果蔬中乙烯利的殘留量可以對(duì)食品安全提供一定的保障，同時(shí)也可以對(duì)乙烯利的施用提供測(cè)定依據(jù)[2-3]。乙烯利的測(cè)定方法主要有滴定法、重量法、離子色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS)。常用的方法是衍生-氣相色譜法，利用重氮甲烷將乙烯利衍生成二甲基乙烯利，但此方法操作繁瑣，且重氮甲烷屬于危險(xiǎn)有毒易爆化學(xué)品，給乙烯利的測(cè)定帶來了極大的不便[4-6]。頂空-氣相色譜法具有操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定和安全等特點(diǎn)，已用于蔬菜、水果、肉制品中乙烯利的測(cè)定，但采用頂空-氣相色譜法測(cè)定葡萄中乙烯利殘留量尚未見報(bào)道。乙烯利在p H 小于3 的水溶液中穩(wěn)定，p H 大于4時(shí)就會(huì)分解為乙烯、磷酸和氯離子。本工作利用乙烯利在堿性條件下加熱可分解產(chǎn)生乙烯的化學(xué)性質(zhì)，建立了快速測(cè)定葡萄中乙烯利殘留量的分析方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

450GC型氣相色譜儀，配氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)；Varian PAL 型 自 動(dòng) 頂 空 進(jìn) 樣 器；20 m L 含蓋平底頂空瓶(銀色鋁蓋，含聚四氟乙烯-丁基橡膠封墊)。

乙烯利標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1 000 mg·L－1，稱取10.0 mg乙烯利標(biāo)準(zhǔn)品，用丙酮溶解配制而成，置于冰箱中冷藏保存。

乙烯利標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:用0.100 mol·L－1鹽酸溶液稀釋1 000 mg·L－1乙烯利標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，得到0.500，2.50，5.00，25.0，50.0 mg·L－1的 乙烯利 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，置于冰箱中冷藏保存。

丙酮、氫氧化鉀、氯化鈉和鹽酸均為分析純；乙烯利標(biāo)準(zhǔn)品的純度為97%；試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1)頂空條件 頂空溫度75 ℃；頂空時(shí)間90 min；頂空進(jìn)樣體積200μL。

2)色譜條件 HP-5色譜柱(30 m×0.32 mm，0.25μm)；進(jìn)樣口溫度150 ℃，分流進(jìn)樣，分流比為5∶1；檢測(cè)器溫度200 ℃；柱流量2 m L·min－1，氫氣流量30 m L·min－1，空氣流量300 m L·min－1，尾吹流量25 m L·min－1；載氣為高純氮?dú)?純度不小于99.999%)。柱升溫程序:初始溫度40℃，保持4 min；以100 ℃·min－1速率升溫至180 ℃，保持2 min。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取5.00 g葡萄樣品于預(yù)先加入0.500 g氯化鈉的頂空瓶中，再加入5.00 m L 飽和氫氧化鉀溶液，立即壓好瓶蓋，按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

2.1.1 色譜柱

試驗(yàn)考察了HP-5 色譜柱(30 m×0.32 mm，0.25μm)、CP-Sil-5 色 譜 柱(30 m×0.32 mm，3μm)、TG-17色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25μm)對(duì)乙烯測(cè)定的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 采用3種色譜柱時(shí)的色譜圖Fig.1 Chromatograms with 3 chromatographic columns

由圖1可知:TG-17色譜柱的峰形較差，存在拖尾現(xiàn)象，峰高較低，且保留時(shí)間長；CP-Sil-5色譜柱與HP-5色譜柱都對(duì)乙烯有較好的分離效果，峰形尖銳對(duì)稱，但HP-5色譜柱峰面積稍高，且保留時(shí)間較短。因此，試驗(yàn)選擇HP-5色譜柱。

2.1.2 分流比

試驗(yàn)考察了分流比依次為10∶1，5∶1時(shí)對(duì)乙烯峰面積的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 不同分流比時(shí)的色譜圖Fig.2 Chromatograms with different split ratios

由圖2可知:分流比為5∶1時(shí)，乙烯的峰面積明顯增加，相應(yīng)的檢出限降低。試驗(yàn)選擇分流比為5∶1。

2.1.3 進(jìn)樣口溫度

試驗(yàn)考察了進(jìn)樣口溫度依次為110，130，150，180，200，250 ℃時(shí)對(duì)乙烯峰面積的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 進(jìn)樣口溫度對(duì)乙烯峰面積的影響Fig.3 Effect of injector temperature on peak area of ethylene

由圖3可知:隨著進(jìn)樣口溫度的升高，乙烯的峰面積逐漸增大；當(dāng)進(jìn)樣口溫度為180℃時(shí)，乙烯的峰面積達(dá)到最大；繼續(xù)升高進(jìn)樣口溫度，乙烯的峰面積有所降低，但有逐漸趨于平衡的趨勢(shì)。考慮到進(jìn)樣口溫度過高會(huì)對(duì)儀器不利，且150 ℃與180 ℃間增長幅度不大，試驗(yàn)選擇進(jìn)樣口溫度為150 ℃。

2.2 乙烯利分解條件的選擇

2.2.1 氫氧化鉀的含量

乙烯利在堿性條件下加熱可分解產(chǎn)生乙烯，堿的含量會(huì)直接影響乙烯利的分解。堿的含量過低，乙烯利將不會(huì)分解完全；提高堿的含量，不僅乙烯利的轉(zhuǎn)化率會(huì)提高，反應(yīng)時(shí)間也會(huì)縮短。按試驗(yàn)方法加入90，230，375 g·L－1，以及飽和(524 g·L－1)的氫氧化鉀溶液來考察其對(duì)乙烯峰面積的影響。結(jié)果表明:乙烯的峰面積隨著氫氧化鉀含量的增大而增大。試驗(yàn)選擇飽和的氫氧化鉀溶液。

2.2.2 頂空溫度

在樣品瓶容量和樣品量一定的情況下，被測(cè)組分在氣液兩相中的分配比受環(huán)境因素影響較大[7-8]。頂空溫度對(duì)乙烯利的測(cè)定有直接影響。頂空溫度過低，乙烯的釋放速率較慢；頂空溫度過高，頂空瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)過高，很容易造成氣體泄漏等問題[6]。按試驗(yàn)方法考察了頂空溫度對(duì)乙烯利分解程度的影響。結(jié)果表明:當(dāng)頂空溫度為65～85 ℃時(shí)，隨著頂空溫度升高，頂空氣體中乙烯利含量升高，乙烯利的色譜峰面積增大；當(dāng)頂空溫度超過70 ℃時(shí)，乙烯利的色譜峰面積減小。在既要保證乙烯釋放速率，又要防止頂空瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)過高的情況下，試驗(yàn)選擇頂空溫度為75 ℃。

2.2.3 頂空時(shí)間

按試驗(yàn)方法考察了頂空時(shí)間依次為30，60，90，120 min時(shí)對(duì)乙烯峰面積的影響。結(jié)果表明:隨著頂空時(shí)間的延長，乙烯的峰面積增大；繼續(xù)延長頂空時(shí)間，乙烯的峰面積不再增加，反而有降低的趨勢(shì)。試驗(yàn)選擇頂空時(shí)間為90 min。

2.2.4 氯化鈉的加入量

在樣品中加入無機(jī)電解質(zhì)可以達(dá)到增強(qiáng)鹽析作用的目的。試驗(yàn)考察了加入氯化鈉以及不加入氯化鈉對(duì)乙烯峰面積的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4可知:加入氯化鈉后，乙烯的峰面積明顯增大。

試驗(yàn)進(jìn)一步考察了氯化鈉的加入量對(duì)乙烯峰面積的影響。結(jié)果表明:氯化鈉的加入量對(duì)乙烯峰面積無影響。試驗(yàn)選擇加入0.500 g氯化鈉。

圖4 加入氯化鈉前后的色譜圖Fig.4 Chromatograms before and after adding sodium chloride

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按 試 驗(yàn) 方 法 對(duì)0.500，2.50，5.00，25.0，50.0 mg·L－1的乙烯利標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明:乙烯利的質(zhì)量濃度在0.500～50.0 mg·L－1內(nèi)與其對(duì)應(yīng)的峰面積呈線性關(guān)系，線性回歸方程為y＝2.238×104x＋4.589×102，相關(guān)系數(shù)為0.999 9。

根據(jù)3倍信噪比計(jì)算方法的檢出限(3S/N)，結(jié)果為0.010 0 mg·kg－1。

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法對(duì)葡萄樣品進(jìn)行分析，并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，平行測(cè)定6次，計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，結(jié)果見表1。

表1 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.1 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表1可知:回收率為99.9%～104%，RSD 為1.9%～3.5%。方法的精密度和準(zhǔn)確度較好，符合殘留分析的要求。

本工作采用頂空-氣相色譜法測(cè)定葡萄中乙烯利的殘留量。與氣相衍生法相比，本方法所需時(shí)間短、靈敏度、準(zhǔn)確度較高，選擇性好，減少了試驗(yàn)過程中對(duì)試驗(yàn)人員的傷害，能滿足葡萄中乙烯利殘留量的測(cè)定要求。